LED 背光技術的好伙伴

吳濤

有關LED背光，業界曾發生過一段值得一提的插曲。2012年初，三星將旗下新款液晶電視取名為“LEDTV”，被英國Advertising Standards Authority組織認為違反了該國的廣告法（即真實、明確、無誤導的原則），最終不得不修改該系列產品在英國電視臺的廣告用詞。的確，從嚴格意義上來說，三星的LEDTV只是將傳統液晶電視的背光改為了LED光源，而不是將LED直接制成成像元件，LEDTV的叫法就顯得不夠準確。

簡單的一個命名問題波折卻不少，其中映射出來的，不是三星在命名問題上的敷衍，而是LED背光對于液晶顯示的重要性。

取代CCFL，LCD進入LED背光時代

LCD為非發光性的顯示裝置，需借助背光源才能具備顯示功能。背光源性能的好壞除了會直接影響LCD顯像質量外，其成本也占LCD模塊的3-5%，所消耗的電力更是占到了模塊總耗電量的75%，是LCD模塊中重要的零組件。隨著LCD模組不斷向更亮、更輕、更薄、更窄邊框方向發展，配合高性能的背光技術就成為重要的考量，LED背光源在這其中脫穎而出，成為目前LCD產品背光源發展的主流。

據來自市場調查機構數據，至2013年，采用LED背光的大尺寸LCD面板市場占有率已經超過90%，極小一部分產品還繼續列裝CCFL（冷陰極熒光燈）或HCFL（熱陰極熒光燈）背光模組。而這一數據在2008年僅為0.1%。LED背光發展之迅速可想而知。

相對于采用CCFL、HCFL發光模式，LED背光源的優點是體積小、壽命長，且綠色環保，號稱比CCFL省電50%以上。眾多優勢集于一身，LED背光，乃至小間距LED顯示的風光無限自然是情理之中了。

當LCD產業努力開拓新應用領域的同時，背光技術的高性能化——高亮度、低成本、低功耗、輕薄化——也扮演著至關重要的角色。

首先，從成像效果上來看，采用LED背光技術的顯示屏可以取得足夠寬的色域，彌補液晶顯示色彩數量不足的缺陷，達到甚至超過Adobe RGB和NTSC色彩標準要求（采用CCFL背光只能實現NTSC色彩區域的78%左右），可顯示更為逼真的色彩；同時，因為LED的點光源特性（CCFL為線光源），使LED背光還能實現CCFL無法比及的分區域的色彩和色度調節功能，從而實現更加精確的色彩還原性，畫面的動態調整可以使得在顯示不同畫面時，亮度與對比可以動態修正。

其次，從成本角度考慮，LED背光也有其優勢。LED使用壽命長達6萬小時以上，即使7×24小時不間斷使用，也能用上7年，這也就意味著，在LCD整機模塊主要元器件的生命周期內，不用考慮LED背光模組的壽命問題（這在DLP產品中應用的意義尤其重大，在后面的內容中我們會談到）；長壽命的LED光源也使得DLP拼接墻的維護頻率大幅度降低；同時，LED光機采用全固態器件，光學系統中沒有動態光圈、色輪等運動部件，降低了因為運動磨損導致的機芯故障的幾率，從而大幅提升了LED光源投影機芯的穩定性，而作為固態光源的LED，具有較強的抗壓抗震能力，在運輸方面也具有極大優勢。當然，上面已經提到的能耗方面的優勢，也是LED極強競爭力的體現。

再次，隨著環境問題越來越被社會所重視，環保認證的推行也導致含有鉛汞成分的CCFL光源產品被大量棄用。而作為半導體組件，LED光源器件可以回收再利用，其中重要的金屬元素可以再生使用。

此外，LED又藉由近兩年在亮度上突破性的提高和成本的大幅降低，成為了顯示廠商青睞的選擇。

LED背光，攪局大屏拼接市場

在專業顯示領域，尤其是大屏拼接市場，LED背光產品的出現對整個顯示格局產生了重大影響。這一點以在邊框厚度上的表現最為直接。

早在2009年，DLP箱體之間的物理拼縫已經控制在了0.5mm之內，PDP拼縫小于3mm，二者在大屏拼接領域擁有巨大優勢。而液晶拼接始終懸而不決的拼縫問題在這一年獲得突破性進展，NEC 7.3mm拼縫的46英寸超窄邊框液晶顯示單元的推出，無疑成為LCD拼接應用上的一個創造性突破，三星在隨后不久也將DID液晶單元拼縫降至7.3mm。盡管與DLP和PDP的拼縫還有一定的差距，但從此，等離子無縫拼接墻在平板大屏幕拼接市場中長期占據的領導地位開始面臨來自超窄邊液晶拼接的挑戰和沖擊，甚至被逼到了墻角。而占據大屏拼接統治地位的DLP，其困擾也隨之而來。

LCD邊框厚度的突破，LED背光模塊在其中居功甚偉。

據來自廠家的數據，2013年，市面上采用CCFL背光的LCD拼接產品單邊邊框厚度仍有4-22mm之多，主要原因就在于CCFL燈管兩端的燈絲及管座限制了液晶板的尺寸，而采用LED背光的產品，雙邊拼縫最窄已經達到5.3mm，LG和松下都已經在其面板應用中實現。

因為諸如價格優勢以及邊框厚度持續突破等這些因素，LCD在拼接墻領域異軍突起，并最終導致整個市場三足鼎立格局形成。

當然，DLP的困擾在引入LED背光模組替代UHP燈泡之后，也很大程度上得到緩解。甚至可以說，LED對于DLP背投的顯示產品意義更加非凡。

LED光源DLP機芯的推出，帶來了DLP革命性的技術突破。除了超長的使用壽命和更加綠色環保的特性，LED光源的引入，較大程度提高了DLP光機的性能，穩定性更好，可實現色彩和亮度的自動調整，多重防塵技術提升了環境適用性，而且在亮度方面已經開始超過UHP燈泡光源，不僅更好地滿足了客戶的需求，也進一步拓展了DLP拼接屏的應用領域。據統計，2012年全球LED光源背投產品占所有背投產品比重從2011年的25%上升到約50%，2013年這一比重更是大幅上升，全球各大DLP背投機芯廠商無一例外都推出了自有的LED光源產品。而UHP光源產品只是作為廠商基于國內龐大市場容量以及明顯的地區性差異等實際情況的一個考慮，作為一個補充選項繼續發揮其作用。

也許有人會拿DLP背投產品采用LED背光的成本問題說事，誠然，采用LED技術會令DLP拼接墻工程的首次投入上升30%，但是LED光源超過6萬小時的壽命，相當于傳統汞燈的20倍左右。也就是說客戶在DLP拼接墻的全壽命中至少會節省下20個燈泡的更換費用。這筆費用不僅足可以抵消采用LED背光技術造成的DLP拼接單元成本的上升，還可以省下更多的隱形投入。

無論是作為成像元件本身，還是作為背光源，LED的出現對于大屏顯示市場而言都具有重大意義。有人視其為攪局者；有人將之看成救命草；有人不以為意，僅將之看作是過渡光源類型（更有激光、OLED等來勢洶洶）；有人則以此為契機大力發展。

如此眾生相所折射出來的，是大屏顯示市場的極大繁榮和進步。